Tailored design of centroidal Voronoi tessellations
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | eng |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/45/45132/tde-09042025-160726/ |
Resumo: | The Voronoi diagram has been the subject of study in many fields of science because of the range of applications that it can have. One of special interest is the centroidal Voronoi tessellation for its applications in optimal mesh generation, data compression, optimal quadrature rules for computing integrals, among others. In this work, our objective is to show how to build centroidal Voronoi tessellations using the theory developed by E. G. Birgin, A. Laurain and T. C. Menezes in their paper ``Sensitivity analysis and tailored design of minimization diagrams\" using optimization algorithms. After defining the objective functions, calculating the gradients and obtaining the centroidal Voronoi tessellations, several numerical experiments are presented to generate these diagrams with some specific properties. The first one consists of building centroidal Voronoi tessellations with cells of equal volume, two others are for building centroidal Voronoi tessellations with cells satisfying conditions on the relative size of their edges or their internal angles, and the last one is to construct centroidal Voronoi tessellations with cells of varying sizes governed by a given function. The experiments show that it is possible to construct customized centroidal Voronoi tessellations using off-the-shelf-well-established optimization algorithms. |
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Tailored design of centroidal Voronoi tessellationsProjeto sob medida de tesselações centroidais de VoronoiCentroidal Voronoi tessellationsDiagramas de VoronoiNonsmooth shape optimizationOtimização de forma não suaveTesselações centroidais de VoronoiVoronoi diagramsThe Voronoi diagram has been the subject of study in many fields of science because of the range of applications that it can have. One of special interest is the centroidal Voronoi tessellation for its applications in optimal mesh generation, data compression, optimal quadrature rules for computing integrals, among others. In this work, our objective is to show how to build centroidal Voronoi tessellations using the theory developed by E. G. Birgin, A. Laurain and T. C. Menezes in their paper ``Sensitivity analysis and tailored design of minimization diagrams\" using optimization algorithms. After defining the objective functions, calculating the gradients and obtaining the centroidal Voronoi tessellations, several numerical experiments are presented to generate these diagrams with some specific properties. The first one consists of building centroidal Voronoi tessellations with cells of equal volume, two others are for building centroidal Voronoi tessellations with cells satisfying conditions on the relative size of their edges or their internal angles, and the last one is to construct centroidal Voronoi tessellations with cells of varying sizes governed by a given function. The experiments show that it is possible to construct customized centroidal Voronoi tessellations using off-the-shelf-well-established optimization algorithms.O diagrama de Voronoi tem sido objeto de estudo em muitos campos da ciência devido à variedade de aplicações que ele pode ter. Uma de interesse especial é a tesselação centroidal de Voronoi por suas aplicações na geração de malhas, compressão de dados, quadratura ótima para o cálculo de integrais, entre outras. Neste trabalho, nosso objetivo é mostrar como construir tesselações de Voronoi centroidais usando a teoria desenvolvida por E. G. Birgin, A. Laurain e T. C. Menezes em seu artigo ``Sensitivity analysis and tailored design of minimization diagrams\'\' usando algoritmos de otimização. Depois de definir as funções objetivo, calcular os gradientes e obter as tesselações centroidais de Voronoi, são apresentados vários experimentos numéricos para gerar esses diagramas com algumas propriedades específicas. O primeiro consiste em construir tesselações de Voronoi centroidais com células de igual volume, dois outros são para construir tesselações de Voronoi centroidais com células que satisfazem as condições sobre o tamanho relativo de suas arestas ou seus ângulos internos, e o último é para construir tesselações de Voronoi centroidais com células de tamanhos variados governadas por uma determinada função. Os experimentos mostram que é possível a construção de tesselações de Voronoi centroidais personalizadas usando algoritmos de otimização bem estabelecidos e prontos para uso.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPBirgin, Ernesto Julian GoldbergFranco, Juan Sebastián Castaño2025-02-17info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/45/45132/tde-09042025-160726/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesseng2025-08-20T16:25:02Zoai:teses.usp.br:tde-09042025-160726Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-08-20T16:25:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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The Voronoi diagram has been the subject of study in many fields of science because of the range of applications that it can have. One of special interest is the centroidal Voronoi tessellation for its applications in optimal mesh generation, data compression, optimal quadrature rules for computing integrals, among others. In this work, our objective is to show how to build centroidal Voronoi tessellations using the theory developed by E. G. Birgin, A. Laurain and T. C. Menezes in their paper ``Sensitivity analysis and tailored design of minimization diagrams\" using optimization algorithms. After defining the objective functions, calculating the gradients and obtaining the centroidal Voronoi tessellations, several numerical experiments are presented to generate these diagrams with some specific properties. The first one consists of building centroidal Voronoi tessellations with cells of equal volume, two others are for building centroidal Voronoi tessellations with cells satisfying conditions on the relative size of their edges or their internal angles, and the last one is to construct centroidal Voronoi tessellations with cells of varying sizes governed by a given function. The experiments show that it is possible to construct customized centroidal Voronoi tessellations using off-the-shelf-well-established optimization algorithms. |
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